بررسي چند‌شكلي ژن‌هاي Wx-A1 و Wx-B1 و اثر جهش‌هاي آنها بر ساختار آنزيم GBSS‌ در برخي ارقام تجاري گندم‌هاي ايراني

The Polymorphism of WaxyA1 and WaxyB1 Gene and Their Mutation Effects on the Structure of GBSS1 Protein in Some Iranian Wheat

آنزيمGBSS كه نتيجه بيان ژن واكسي (Wx) است، كنترل كننده نسبت آميلوز به آميلوپكتين در نشاسته مي‌باشد. عدم بيان آنزيم مذكور و يا غيرفعال بودن آن سبب كاهش مقدار آميلوز نشاسته و افزايش سهم آميلوپكتين مي‌گردد. گندم نان (Triticum aestivum L) داراي سه نسخه ژن واكسي به نام‌هايWx-A1 ،Wx-B1 وWx-D1 است كه توليد نشاسته تمام واكسي در آن مستلزم غيرفعال بودن هر سه اين ژن‌ها مي‌باشد. اين پژوهش با هدف بررسي وضعيت چند‌شكلي مكان ژنيWx-A1 و Wx-B1 به عنوان مقدمه‌اي بر توليد گندمي با نشاسته تمام واكسي انجام شد. قطعات ژني مربوط به Wx-A1 و Wx-B1 در 20 نمونه از ارقام گندم تتراپلوييد و هگزاپلوييد ايراني در واكنش‌هايPCR با آغازگرهاي اختصاصي تكثير و چند‌‌شكلي نمونه‌هاي انتخاب شده با استفاده از تكنيك‌هاي PCR-RFLP و توالي‌يابي مستقيم بررسي شد. با استفاده از روش‌هاي فوق، جهشي در بين لوكوس Wx-B1 مشخص نشد اما با بررسي مكان ژنيWx-A1 نمونه‌ها چندين جهش در ارقام هامون و الوند مشخص گرديد. بر اساس تعيين توالي نمونه‌هاي داراي جهش و بررسي بيوانفورماتيكي اثر جهش‌هاي شناخته‌شده بر ويژگي‌هاي ساختاري آنزيم GBSS، ارقام الوند و هامون به عنوان گزينه‌هاي اصلي حامل آلل نول در مكان ژني Wx-A1 معرفي مي‌گردند.

GBSS protein, that is the product of Waxy gene (Wx) is one of the major enzyme in starch biosynthesis that controls the proportion of amylose to amylopechtine and its absence leads to production of starch with low amylose and higher amylopechtine content, called Waxy starch.Wx-A1, Wx-B1, Wx-D1 are three locuses in bread wheat (Triticum aestivum) genome that encodes GBSS protein and waxy starch is produced when all of them are null. In this project the polymorphism of Wx-A1 and Wx-B1 genes in 20 Tetraploid and Hexaploid Iranian wheat cultivars was studied by PCR-RFLP and Direct Sequencing techniques. Result showed any polymorphism in Wx-B1 genes of studied population But PCR-RFLP demonstrated the polymorphism in the second part of Wx-A1 gene of Hamoun and Alvand cultivars. According to sequencing and in silico studies of the mutation effects on GBSS features, the two selected cultivars can be assumed as a donor for Wx-A1 null allele.